[发明专利]基于暂态大电流测试技术的电流互感器工程模型建立方法

摘要

本发明公开一种基于暂态大电流测试技术的电流互感器工程模型建立方法，包括：(1)首先确定所研究的一类电流互感器所处的区域电网环境：包括运行方式，并计算出位于各安装位置上的所研究的电流互感器的极限剩磁水平和极限暂态电流水平；(2)大电流稳态、暂态测试的试品准备，并搭建实验回路；(3)进行稳态和暂态大电流测试；(4)对大电流稳态、暂态测试的波形进行处理；(5)磁滞回化曲线的拟合；(6)通过拟合的磁滞回化曲线优化J‑A模型的5个关键参数，获得实际的J‑A模型，即所要建立的电流互感器的工程模型。本发明方法能够建立准确反映暂态、大电流传遍特性的电流互感器工程模型。

主权项

1.基于暂态大电流测试技术的电流互感器工程模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)首先确定所研究的一类电流互感器所处的区域电网环境：包括运行方式，并计算出位于各安装位置上的所研究的电流互感器的极限剩磁水平和极限暂态电流水平；(2)大电流稳态、暂态测试的试品准备，并搭建实验回路；(3)采用小电流变频升压法对作为试品的电流互感器的铁芯线圈进行实验，建立铁芯线圈的Lucas模型，计算其励磁曲线、拐点电压和内阻；在大电流测试前，计算电流互感器在不同输出负载下的临界饱和电流，对电流互感器的稳态、暂态饱和特性进行预判，据此设置稳态、暂态大电流测试的通流值；按照设置的稳态、暂态大电流测试的通流值进行稳态和暂态大电流测试；(4)对大电流稳态、暂态测试的波形进行处理及误差分析；波形处理包括以下步骤：A、格式统一；将采集的数据转换为MATLAB的MAT格式；B、频率转换：找出不同采样频率间的倍数关系，将高采样频率波形转换到低采样频率；C、横坐标对齐：对齐各波形的零时刻；D、纵坐标对齐：对齐各波形的纵坐标；误差分析：1)、稳态误差在稳态通流情况下，CT、保护和录波装置的误差为其中：ε₁—CT二次电流或电流变送器二次电流相对于CT一次电流的误差；ε₂—电流变送器二次电流相对于其一次电流的误差；I₁—CT一次侧电流有效值，单位A；I₂—CT二次侧电流的有效值，单位A；I₃—保护装置及故障录波装置经变送器后二次电流的有效值，单位A；公式(2)中，对CT取I₂，对保护装置和故障录波装置取I₃；2)、暂态误差在暂态电流作用下，CT、保护和录波装置的误差为其中：ε₃—CT二次电流或电流变送器二次电流相对于CT一次电流的误差；ε₄—电流变送器二次电流相对于其一次电流的误差；i₄—暂态试验中,CT一次侧电流的瞬时值，单位A；i₅—暂态试验中,CT二次侧电流的瞬时值，单位A；i₆—暂态试验中,各保护装置及故障录波装置经变送器后录波电流的瞬时值，单位A；I₄—暂态试验中,CT一次侧电流的周期分量有效值，单位A；I₅—暂态试验中,CT二次侧电流的周期分量有效值，单位A；公式(8)中，对CT取i₅，对保护装置和故障录波装置取i₆；(5)磁滞回化曲线的拟合；步骤(5)具体包括：设定H是磁场强度，B是磁感应强度，N是变比，L是等效磁链长度，A为铁芯截面积，i₁是电流互感器一次侧实测电流，i₂是电流互感器二次侧实测电流；基于稳态、暂态实测电流的磁滞回线拟合具体包括：根据步骤(3)实测的CT一次和二次侧电流，计算励磁电流和励磁磁动势，然后进一步计算得到磁场强度H和磁感应强度B；实测电流的BH磁滞回线的拟合步骤具体为：(a)将试验数据结合公式(25)直接求得H值；(b)用差分代替微分的处理方法得到(c)通过公式(26)解得e′₂，即得(d)再利用等效梯形面积法对值求积分如公式(27)；(e)整理BH的数据长度，绘制BH曲线；H＝K₁(i₁‑i′₂)·l                           (25)(6)通过拟合的磁滞回化曲线优化J‑A模型的5个关键参数，获得实际的J‑A模型，即所要建立的电流互感器的工程模型。